可交互空气投影手机的研究与实现(2)
1.2空气投影技术的发展现状
空气投影，也被称为全息投影。空气投影系统是目前国内外的最新投影显示技术。它可以把图像投射在空气当中，不需要任何幕布装置。除此之外用户还可以在空气中通过手势来操作系统功能，它可以将人们带进一个虚拟现实世界。另外随着电子技术的发展，所有的电子产品都越来越小，显示屏幕的大小成了电子产品体积变小的瓶颈，人们需要一种新的显示技术来代替传统的显示技术。
随着空气投影技术的发展，目前已经有多家公司研发出了空气投影系统，并获得很好的表现。
空气雾屏成像：美国麻省理工学院有一位叫Chad Dyne的理工研究生最早研制了空气雾屏成像系统[1]。他利用雾化设备产生水雾并喷射到空气当中，形成雾屏。然后将图像投射在空气中的雾屏上。另外，他还加入了交互功能，人们可以通过手势在空气中进行操作。
空气雾屏成像的原理和灯光喷泉一样，都是将光打在空气中的水雾上。由于水雾的流动性，当画面打在上面时，层次感非常强，所以如果采用3D投影，可以产生立体感很强的图像，让人感觉到就好像是现实世界中一样。但是，这种投射方式对环境要求比较高，当出现大风时，水雾会被吹散，导致画面显示效果极差。
激光束投射实体3D影像：激光束投射实体3D影像是日本公司Science and Technology发现的一种空气投影技术[2,3]。它是将激光束打在空气中的氮气和氧气的混合气体上，使混合气体灼烧成浆状物质，并形成3D影像。利用这种方法进行空气投影，由于画面温度很高，并不能进行交互。
以上是两种空气投影系统，它们的实现方法各不相同，但是它们有一个共同的特点是有承接图像的介质。我们知道，光线必须有介质才能被显示出来，所以成像介质是空气投影系统的关键，这也是空气投影系统与传统投影系统的差别。传统的投影系统的成像介质是幕布，而空气投影系统的成像介质为水雾、糊状物质等。
1.3人机交互技术的发展现状
人机交互，是指人与系统之间通过某种形式进行交换信息，完成相应任务的过程[4]。是一门研究用户与系统如何进行沟通的学问。系统不仅可以是机器设备，还可以是计算机操作系统和应用软件。
自从计算机问世以来，人机交互就就开始随着计算机的更迭进行发展起来了。人们利用计算机处理信息，游戏娱乐，人机交互是非常重要的。每一次计算机操作系统的升级，都会给人们带来交互方式上的改变[5]。回顾计算机的发展史，人机交互的方式经历了三个阶段。
第一阶段的交互设备是键盘和字符显示器。当时计算机刚刚起步，键盘从打字机上过渡到电脑上，计算机系统并没有图形化界面，操作系统只有DOS，人们只能通过字符命令来操作计算机。当时的计算机并没有如今这么直观，学习使用DOS要记住相应的命令操作，然后通过键盘将命令输入计算机。因此，当时人们学习使用计算机成本很高，普通用户要想操作计算机，需要很长一段时间的练习。这一时期，交互设备仅仅是键盘和字符显示器，交互方式只能通过字符命令控制计算机，使用起来特别不便。虽然此时人机交互方式非常不方便，但已经能够让计算机识别各种操作命令，这已经是很大的进步。
第二阶段是的交互设备是鼠标和图形显示器。上世纪60年代末，美国斯坦福研究所的道格拉斯•恩格尔巴特博士发明了鼠标。当时的鼠标是非常简陋的，它的定位极不准确，那个时代并没有个人计算机出现，只是在大型计算机上使用。后来1983年，苹果公司上市了Lisa系列的个人电脑，并使用了鼠标，使得鼠标的作用大大发挥出来。紧接着在1992年，微软公司在Windows 3.1加入了对鼠标的支持，其图形化的操作界面，使得鼠标的作用越来越重要，鼠标开始普及开来。现如今，人们可以通过鼠标在图形界面的操作系统上无拘无束的操作，鼠标成了计算机比不可少的外设。
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